(57)【要約】【課題】  被帯電体の偏心やリーク電流によらずに精度よく被帯電体の表面電位を測定することができる電位測定装置を提供する。【解決手段】  回転駆動される感光体２に近接して配置された電極９と、感光体２が飽和する時の印加電圧以上の電圧または印加電流以上のを感光体２にに印加して、このとき電極９に誘導される感光体２の表面電位データをキャリブレーションデータとして感光体２の１周に渡って検出する電圧検出部７とを有する構成としている。このように本発明は、感光体２の帯電電位が十分に安定するように設定して、感光体２の１周に渡ってキャリブレシーションデータを測定するので、測定データが感光体２の偏心によって誤差を含んでいても、この誤差を取り除き、正確な表面電位を測定することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される被帯電体に近接して配置された測定電極と、
前記被帯電体が飽和する時の印加電圧以上の電圧または印加電流以上の電流を前記被帯電体に印加して、このとき前記測定電極に誘導される前記被帯電体の表面電位データを第１キャリブレーションデータとして該被帯電体の１周に渡って検出する検出部と、
を有することを特徴とする電位測定装置。
【請求項２】
前記被帯電体に所定電圧または電流を印加して、前記被帯電体の表面電位を前記検出部で測定し、測定した表面電位のデータを前記第１キャリブレーションデータによって補正する制御部を有することを特徴とする請求項１記載の電位測定装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記測定電極に誘導される電位、又は電流を検知することを特徴とする請求項１又は２記載の電位測定装置。
【請求項４】
前記検出部は、演算増幅器と、コンデンサと、前記コンデンサに蓄積された電荷をリセットするスイッチを有することを特徴とする請求項２項記載の電位測定装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記被帯電体上に設けたマークの検出タイミングに同期して前記スイッチのオン、オフを切り替え、前記被帯電体の一周分のデータを測定することを特徴とする請求項４記載の電位測定装置。
【請求項６】
前記検出部は、前記被帯電体の表面電位を除電した後に、前記被帯電体の表面電位を前記被帯電体の１周に渡って測定した第２キャリブレーションデータを出力することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項記載の電位測定装置。
【請求項７】
前記制御部は、帯電した前記被帯電体を露光した後に、前記被帯電体の表面電位を前記被帯電体の１周に渡って測定した測定データを、前記第２キャリブレーションデータにより補正することを特徴とする請求項６記載の電位測定装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項記載の電位測定装置を備え、測定データを前記第１キャリブレーションデータで補正して前記被帯電体の表面電位を測定し、前記被帯電体に印加する電圧を調整して所望の画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
回転駆動される被帯電体に近接して測定電極を配置し、
前記被帯電体が飽和する時の印加電圧以上の電圧または印加電流以上の電流を前記被帯電体に印加して、このとき前記測定電極に誘導される前記被帯電体の表面電位データを第１キャリブレーションデータとして該被帯電体の１周に渡って検出することを特徴とする電位測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被帯電体上の表面電位を測定して検出する電位測定装置、画像形成装置及び電位測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被帯電体としての感光体の表面電位を測定する方法として、電極等を用い、この電極に誘導される誘導電流や誘導電圧を測定する方式が知られている。感光体に電極を近接して配置させ、感光体の回転によって電極を感光体に対して相対移動させる。これにより、電極で検知する電荷が時間的に変化し、その際の誘導電流や誘導電圧を検出して感光体の表面電位を測定するものである。
【０００３】
しかしながら、この電極に誘導される誘導電流や誘導電圧を測定する方式には、以下に説明する２つの課題がある。
まず、第１の課題は、電極に誘導される誘導電流や誘導電圧の値は、被帯電体との距離に依存して大きく変わってしまう。被帯電体としての感光体は、外周面に偏心を生じているので、感光体と電極との距離を常に一定に保つことが難しく、測定データも距離に応じて変動してしまう。
【０００４】
第２の課題は、電極に誘導された電圧値や電流値を検出する検出回路は、リーク電流や、オフセット等の要因で、電極に誘導される電流や電圧を正確に検出することができないという課題がある。
【０００５】
特許文献１には、測定電極から感光体表面上までの距離を一定に保つための距離センサを搭載した静電記録装置が開示されている。
【０００６】
特許文献２では、オフセット量を補正するための基準電位を設定されたアース板を設けて、感光体と電位測定手段との間にアース板を配置したときの感光体と電位測定手段との距離と、感光体と電位測定手段との間にアース板を配置したときの感光体と電位測定手段との距離とが一致するように電位測定手段を変位させる技術を開示している。
【０００７】
【特許文献１】特許第３００９１７９号公報
【特許文献２】特開平３−１０７９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示のような距離センサを搭載すると、装置が大型化すると共に、費用が高くなるという問題が生じる。また特許文献２の開示技術では、感光体の回転による偏心には対応することができない。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、被帯電体の偏心やリーク電流によらずに精度よく被帯電体の表面電位を測定することができる電位測定装置、画像形成装置および電位測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するために本発明の電位測定装置は、回転駆動される被帯電体に近接して配置された測定電極と、前記被帯電体が飽和する時の印加電圧以上の電圧または印加電流以上の電流を前記被帯電体に印加して、このとき前記測定電極に誘導される前記被帯電体の表面電位データを第１キャリブレーションデータとして該被帯電体の１周に渡って検出する検出部とを有する構成としている。このように本発明は、被帯電体の帯電電位が十分に安定するように設定して、被帯電体の１周に渡って第１キャリブレシーションデータを測定するので、測定データが被帯電体の偏心によって誤差を含んでいても、この誤差を取り除き、正確な被帯電体の表面電位を測定することができる。
【００１１】
上記構成の電位測定装置において、前記被帯電体に所定電圧または電流を印加して、前記被帯電体の表面電位を前記検出部で測定し、測定した表面電位のデータを前記第１キャリブレーションデータによって補正する制御部を有しているとよい。測定回路のオフセットやリークを取り除いた正確なデータを得ることができる。
【００１２】
上記構成の電位測定装置において、前記検出部は、前記測定電極に誘導される電位、又は電流を検知するとよい。
【００１３】
上記構成の電位測定装置において、前記検出部は、演算増幅器と、コンデンサと、前記コンデンサに蓄積された電荷をリセットするスイッチとを有するとよい。従って、簡単な構成で、被帯電体の表面電位を測定することができる。
【００１４】
上記構成の電位測定装置において、前記制御部は、前記被帯電体上に設けたマークの検出タイミングに同期して前記スイッチのオン、オフを切り替え、前記被帯電体の一周分のデータを測定するとよい。従って、感光体上の各位置に対応した第１キャリブレーションデータを得ることができる。このため、表面電位の測定データをより精度よく補正することができる。
【００１５】
上記構成の電位測定装置において、前記検出部は、前記被帯電体の表面電位を除電した後に、前記被帯電体の表面電位を前記被帯電体の１周に渡って測定した第２キャリブレーションデータを出力するとよい。また、前記制御部は、帯電した前記被帯電体を露光した後に、前記被帯電体の表面電位を前記被帯電体の１周に渡って測定した測定データを、前記第２キャリブレーションデータにより補正するとよい。
【００１６】
本発明の画像形成装置は、請求項１から７のいずれか１項記載の電位測定装置を備え、測定データを前記第１キャリブレーションデータで補正して前記被帯電体の表面電位を測定し、前記被帯電体に印加する電圧または電流を調整して所望の画像を形成することを特徴としている。
【００１７】
本発明の電位測定方法は、回転駆動される被帯電体に近接して測定電極を配置し、前記被帯電体が飽和する時の印加電圧以上の電圧または印加電流以上の電流を前記被帯電体に印加して、このとき前記測定電極に誘導される前記被帯電体の表面電位データを第１キャリブレーションデータとして該被帯電体の１周に渡って検出している。このように本発明は、被帯電体の帯電電位が十分に安定するように設定して、被帯電体の１周に渡って第１キャリブレシーションデータを測定するので、測定データが被帯電体の偏心によって誤差を含んでいても、この誤差を取り除き、正確な被帯電体の表面電位を測定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、被帯電体の偏心やリーク電流によらずに精度よく被帯電体の表面電位を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例を説明する。
【実施例】
【００２０】
まず、図１を参照しながら本実施例の構成を説明する。像担持体としての感光体２は、円筒状ＯＰＣ感光体であり、紙面に垂直方向の中心軸線を中心に矢示の時計方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００２１】
感光体２の周囲には、帯電部材としての帯電ロール３が接触するように配置されている。この帯電ロール３は感光体２の回転に従動して回転し、また電源（不図示）から所定の電圧が印加され、回転する感光体２の周面が所定の極性・電位に一様に帯電（本例では負帯電）される。
【００２２】
次いで回転感光体２の帯電処理面に、露光装置（不図示）から出力される、画像変調されたレーザビームが照射（走査露光）され、露光部分の電位が減衰して静電潜像が形成される。
【００２３】
感光体２の回転にともなって該潜像が現像ロール５に対向する現像部位に到来すると、現像器４から負帯電されたトナーが供給されて反転現像によってトナー像が形成される。
【００２４】
感光体２の回転方向に見て現像器４の下流側には導電性の転写ロール５が感光体２に圧接配置してあって、感光体２と転写ロール５とのニップ部が転写部位を形成している。
【００２５】
感光体２の表面に形成されたトナー像が感光体２の回転につれて上記転写部位に到達すると、これとタイミングをあわせて、用紙が転写位置に供給され、これとともに所定の電圧が転写ロール５に印加されて、トナー像が感光体２の表面から用紙に転写される。
【００２６】
転写位置でトナー像転写を受けた用紙は定着器６へ搬送されてトナー像の定着を受け機外へ排出される。
【００２７】
一方、感光体２の表面に残った転写残りトナーはクリーニングブレード１０によってかき落されることで、感光体２はその表面が清掃されて、次の画像形成に備える。また、感光体２上の静電潜像は、除電ランプ１１で消去される。
【００２８】
また、画像形成装置１は、感光体２の近傍で、感光体２に対向配置した電極９と、この電極９に誘導される誘導電圧又は誘導電流を測定する電圧検出部７と、制御部８とを電位測定装置として備えている。電圧検出部７は、図１に示すように演算増幅器７１と、検出用コンデンサ７２と、リセットスイッチ７３とを有している。演算増幅器７１と検出用コンデンサ７２とは積分器を構成している。感光体２と、これに近接させた電極９とはコンデンサを形成しており、帯電ロール３の印加電圧を変化させたときの感光体２の表面電位の変化を誘導電位として検出している。電極９に流れる電流を演算増幅器７１と検出用コンデンサ７２とから構成される積分器で積分することで、感光体２の表面電位を測定する。リセットスイッチ７３は、検出用コンデンサ７２に蓄積された電荷を放電し、リセットする。図１に示す電圧検出部７は、感光体２の表面電位が変化し入力が変化した場合にだけ、その変動量に応じて出力が変化する。逆に入力が変化しない場合には電圧検出部７の出力も変化しない（リセットレベルを出力）。このように電圧検出部７は、高圧回路を必要とせず、簡単な回路で構成することができるので、低コストで実現可能となる。
【００２９】
制御部８は、上述した各部を制御すると共に、電圧検出部７で検出した感光体表面電位を元に、帯電ロール３に印加するＡＣ＋ＤＣ電圧を最適な値に制御する。図１に示す制御部８の詳細な構成が、図２に示されている。図２に示すように制御部８は、プログラムを記録したＲＯＭ３１と、ＲＯＭ３１に記録したプログラムを読み出して演算を実行するＣＰＵ３０と、ＣＰＵ３０のワークエリアとして利用されるＲＡＭ３２と、データを入出力するＩ／Ｏ３３とがバス上に接続されている。電圧検出部７で測定された第１キャリブレーションデータ（以下、簡単のためキャリブレーションデータと呼ぶ）は、ＲＡＭ３２に記録され、測定データを補正するときに使用される。
【００３０】
このような回路構成では２つの問題が発生する。一つ目は感光体２が回転するときに発生する偏心によって、感光体２と電極９との間の距離が回転位置によって変動してしまうことである。この検出方式は、先に説明したように感光体２と電極９間で形成されるコンデンサによって検出する方式のため、距離の変動は容量値の変動、結果的に検出信号の変動を引き起こす。図３の破線部はその様子を示したものである。感光体２の表面電位が一定であっても、図３に示す偏心による曲線に沿った出力信号となる。
【００３１】
もう一つは、検出用コンデンサ７２のリークによる出力の変動である。図４はその様子を示したもので、ほぼリニアに検出出力が変動している。
【００３２】
本実施例では、感光体２の回転に同期して既知電位を取り込むことでキャリブレーションデータを作成し、得られたキャリブレーションデータによって補正を行う。
【００３３】
本実施例の動作手順を図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。
キャリブレーションデータの測定を行う場合には（ステップＳ１／ＹＥＳ）、感光体２に印加する印加電圧Ｖｐｐを、感光体２の表面電位が十分に安定するように設定して帯電を行う。例えば、図５に示すように印加電圧Ｖａで感光体２が飽和するとした時に、この印加電圧Ｖａよりもさらに大きな電圧Ｖｂを印加することで感光体２の表面電位が充分に安定する（ステップＳ２）。このとき感光体の表面電位は、例えば−７５０Ｖ程度の安定電位（図５に示すＶｈ）となる。次に、制御部８は、センサによって感光体２上に形成した所定マークを検出すると、リセットスイッチ７３をオンにしてキャリブレーションを開始する（ステップＳ３）。キャリブレーションでは、感光体２がホームポジション（マーク位置）から一回転し、再びマークを検出してホームポジションに戻るまでの間に、電極９に誘導される誘導電流を積分器で積分する。検出用コンデンサ７２に蓄積された電荷は、キャリブレーションデータとして制御部８に出力される（ステップＳ４）。
【００３４】
なお、感光体２の回転速度を求めておき、電圧検出部７の出力をホームポジションからの位置に対応させることで、リセットスイッチ７３のリセット解除後に取り込むデータは、感光体２の位置に対応した偏心、回路のリーク分両変動を含んだデータ（キャリブレーションデータ）となる。この変動分Ｖｃは、リセット解除からの経過時間をｔとすると、Ｖｃ（ｔ）となる。
【００３５】
次に、感光体２の表面電位を測定する（ステップＳ５）。制御部８はリセットスイッチ７３をオンにして表面電位の測定を開始する（ステップＳ６）。表面電位の測定時には、感光体２の1周分のデータを取り込む必要はなく、測定タイミングがリセット解除からＴ時間とすれば、Ｖ＝Ｖ（Ｔ）−Ｖｃ（Ｔ）で表される。ここでＶ（Ｔ）は、時間Ｔで取り込んだ表面電位、Ｖｃ（Ｔ）は時間Ｔにおける出力変動分であるから、偏心や回路リークなどを除いた正確な表面電位を検出できることになる。
【００３６】
また、本実施例の構成によれば露光レベルを正確に測定することも可能となる。すなわち、除電ランプ１１等を用いて感光体２を除電後、ホームポジションから感光体１周分の表面電位を測定する。又は感光体２を帯電後、基準パターンを露光し、露光により表面電位の変動を測定する。測定によって得られた第２キャリブレーションデータは、ＲＡＭ３２に書き込まれる。このとき、感光体のホームポジションからの移動距離と、基準パターンの位置とを把握していれば、上記と同様に偏心や回路リーク分を除去することが可能となり露光レベルを正確に求めることができる。
【００３７】
上述した実施例は本発明の好適な実施例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。上述した実施例では、特に、帯電ロール３の印加電圧Ｖｐｐで制御する方式について説明したが、肩を求めるためには印加するＡＣ電流値を変化させてもよく、同様にして求めた肩電流値を元に最適な印加電流値を設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】制御部の構成を示す図である。
【図３】電圧検出部の出力であって、偏心による変動がある場合を示している。
【図４】電圧検出部の出力であって、リークによる変動がある場合を示している。
【図５】感光体の表面電位と、感光体に印加する電圧との関係を示す図である。
【図６】動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
１  画像形成装置                ２  感光体ドラム
３  帯電ロール                  ４  現像器
５  転写ロール                  ６  定着器
７  電圧検出部                  ８  制御部
９  電極                        １０  クリーニングブレード
１１  除電ランプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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